Новини та огляди

Замість того, щоб різко померти внаслідок потужного вибуху наднової, деякі великі зірки можуть померти тихо і без помпи.Це може пояснити загадкове і раптове зникнення деяких зірок з нічного неба, помічене астрономами протягом багатьох років, згідно з новою статтею в журналі Physical Review Letters.Ці масивні зірки можуть повністю схлопнутися і стати чорними дірами без наднової, яка довгий час вважалася необхідною частиною смерті великої зірки.Зірки "горять" у процесі, званому ядерним синтезом, який включає в себе об'єднання легших атомів водню у важчий гелій, вивільняючи величезну кількість енергії у вигляді світла і тепла. Коли це водневе паливо починає закінчуватися, зірка вступає в більш пізню стадію свого життя і починає вмирати.Зірки можуть померти по-різному залежно від їхньої маси. Коли у зірок закінчується водень, ядро зірки стискається і нагрівається, внаслідок чого зовнішні шари розширюються і охолоджуються, і зірка стає червоним гігантом. Менші зірки - приблизно у 8 разів масивніші за наше Сонце - зрештою витіснять ці зовнішні шари, і ядро перетвориться на білого карлика. З іншого боку, більші зірки проходять кілька стадій ядерного синтезу, створюючи все більш і більш важкі елементи, поки не буде отримано залізо, після чого ядерний синтез припиняється, зірка колапсує під дією власної гравітації, а потім вибухає з величезним викидом енергії. Якщо маса ядра зірки, що залишилося, становить від 1,4 до 3 сонячних мас, воно колапсує в нейтронну зірку, неймовірно щільний об'єкт, що складається переважно з нейтронів, а якщо маса ядра перевищує приблизно 3 сонячних маси, воно колапсує в чорну діру. Чорна діра - це точка в просторі з настільки сильною гравітацією, що навіть світло не може покинути її. Однак це нове дослідження виявило переконливі докази того, що величезні зірки можуть померти й утворити чорну діру без будь-якої наднової в процесі, відомому як "повний колапс"."Ми вважаємо, що ядро зірки може колапсувати під власною вагою, як це відбувається з масивними зірками на заключній стадії їхнього життя. Але замість очікуваного для зірок стиснення, що завершується яскравим вибухом наднової, який затьмарить власну галактику, що у понад вісім разів масивніша за Сонце, колапс триває доти, доки зірка не стане чорною дірою", - сказав співавтор дослідження Алехандро Вінья-Гомез, науковий співробітник Інституту астрофізики Макса Планка, який був постдоком у Копенгагенському університеті.На думку дослідників, це відкриття може також пояснити феномен безшумного зникнення зірок із неба без вибуху наднової."Якби хтось стояв і дивився на видиму зірку, що переживає повний колапс, це могло б бути схоже на спостереження за тим, як зірка раптово гасне і зникає з небес. Колапс настільки повний, що не відбувається ніякого вибуху, нічого не вислизає, і в нічному небі не видно жодної яскравої наднової. Останнім часом астрономи дійсно спостерігали раптове зникнення яскраво сяючих зірок. Ми не можемо бути впевнені у зв'язку, але результати, отримані нами під час аналізу VFTS 243, принесли результати, ми набагато ближче до достовірного пояснення", - сказала Вінья-Гомез.Це відкриття було спричинене спостереженням подвійної зоряної системи під назвою VFTS 243 у невеликій сусідній галактиці, відомій як Велика Магелланова Хмара, що складається з великої зірки та чорної діри, яка має масу, що приблизно в 10 разів перевищує масу нашого Сонця.Ця система повинна була мати сліди того, як зірка чорної діри в минулому стала надновою, але астрономам не вдалося знайти таких доказів."Зазвичай події наднових у зоряних системах можна виміряти різними способами після того, як вони відбулися. Але незважаючи на те, що VFTS 243 містить зірку, яка колапсувала в чорну діру, слідів вибуху ніде не виявлено. VFTS 243 - це екстраординарна система. Орбіта системи майже не змінилася з моменту колапсу зірки в чорну діру", - сказала Вінья-Гомез.Астрономи очікували побачити ознаки "натального удару", коли нейтронна зірка або чорна діра, що утворилася в надновій, прискорюється до швидкості 100-1000 км на секунду величезними силами вибуху наднової. Однак чорна діра в системі VFTS 243, схоже, прискорилася лише приблизно до 4 км/с. Крім того, сили наднових зазвичай впливають на симетрію орбіти подвійної зоряної системи, але в системі VFTS 243 таких ефектів не спостерігалося."Орбіта VFTS майже кругла, і наш аналіз показує, що під час колапсу немає жодних ознак великої асиметрії. Це ще раз вказує на відсутність вибуху", - сказала Вінья Гомес.Таким чином, чорна діра в системі VFTS 243, схоже, народилася без наднової."Наш аналіз однозначно вказує на той факт, що чорна діра у VFTS 243, найімовірніше, утворилася одразу, причому енергія здебільшого втрачалася через нейтрино", - заявила у своїй заяві співавторка Ірен Тамборра, також науковий співробітник Інституту Нільса Бора.Очікується, що це відкриття відкриє нові двері для вивчення того, як помирають зірки і як народжуються чорні діри."Наші результати підкреслюють, що VFTS 243 є найкращим спостережуваним наразі випадком для теорії зоряних чорних дір, що утворилися в результаті повного колапсу, де вибух наднової не вдається і який, як показали наші моделі, можливий. Це важлива перевірка реальності для цих моделей. І ми, звісно, очікуємо, що система стане вирішальним орієнтиром для майбутніх досліджень еволюції та колапсу зірок", - сказав Тамборра.Вивчення зірок - деталіЄвропейське космічне агентство разом із NASA зробили знімки гігантського космічного об'єкта Cloverleaf, щоб дізнатися про його приховане походження. Найімовірніше, він міг виникнути завдяки зіткненню галактичних груп. Про це стало відомо з результатів дослідження, які були опубліковані в науковому журналі Astronomy and Astrophysics Letters, передає Space.